È l'anno 3000. Avendo esaurito tutte le risorse naturali della Terra, gli umani sono diventati una razza spaziale e hanno fondato colonie sulla luna. Vaste cupole sigillate si raggruppano sulla sua superficie, ospitando città popolate da centinaia di migliaia di persone. Questa fredda e grigia roccia è in qualche modo diventata la nuova casa dell'umanità.
Certo, questa è pura fantascienza. Ma nessuna visione del futuro è completa senza una colonia extraterrestre di umani, e poiché la luna è il corpo celeste più vicino al nostro pianeta, è la più facile da immaginare come la nostra casa futuristica.
Ma questa visione si allinea alla realtà? Un giorno la luna sarà una proprietà calda e, in tal caso, quante persone potrebbe realisticamente supportare il suo paesaggio inospitale?
Un modo per rispondere a questa domanda, in modo semplicistico, è considerare l'area della luna. La superficie della luna è circa il 15,9% dell'area terrestre complessiva della Terra (esclusa l'area della Terra coperta dagli oceani). Tecnicamente, se imballassimo quest'area alla densità delle città più popolose della Terra, saremmo in grado di adattare trilioni sulla superficie della luna.
Ma quante persone potrebbero adattarsi alla superficie della luna è una domanda molto diversa rispetto a quante persone quel mondo potrebbe sostenere in modo sostenibile. E a tal proposito, la luna è sicuramente la cugina più povera della Terra.
"È un posto piuttosto sterile", ha detto Darby Dyar, scienziato senior presso il Planetary Science Institute in Arizona e professore di astronomia al Mount Holyoke College nel Massachusetts. "Ogni specie cerca di espandere la sua nicchia ecologica. Ma la nuova" nicchia ", che è la luna, è molto inospitale per l'uomo", ha detto Dyar a Live Science.
Aria da respirare
A differenza della Terra, l'acqua non piove liberamente sulla superficie lunare e non si accumula in corpi da cui potremmo bere. Fondamentalmente, alla luna manca anche un'atmosfera con aria respirabile. Né il satellite naturale della Terra ha ecosistemi esistenti che potrebbero supportare convenientemente i campi dell'agricoltura. La luna è anche vulnerabile alle tempeste solari, eruzioni dalla superficie del sole che inviano radiazioni elettromagnetiche, che la luna - senza la protezione di un campo magnetico - non può deviare. Ci sono anche estremi estremi di temperatura e periodi lunghi e alternati di oscurità e luce, ha detto Dyar.
Tutto ciò può rendere impossibile la vita sulla luna. Eppure sorprendentemente, non lo è. In effetti, gli elementi essenziali per l'esistenza umana - aria, acqua, cibo e riparo - teoricamente non sono così irraggiungibili sulla luna come ci si potrebbe aspettare.
Prendi aria. Per sostenere una popolazione iniziale di alcune centinaia di persone sulla luna, dovremmo iniziare trasportando l'aria sulla superficie lunare, pompandola in strutture sigillate in cui gli umani vivrebbero. Sembra insostenibile, ma a breve termine sarebbe effettivamente abbastanza conveniente, ha affermato Markus Landgraf, il project manager della luna con l'Agenzia spaziale europea. "Le persone non usano molta aria e per molto tempo non avremo bisogno di creare l'aria sulla luna. Possiamo farcela entrare", ha detto. "I costi di trasporto per questo sono ancora gestibili."
Se quella popolazione diventasse decine di migliaia, tuttavia, avremmo bisogno di sintetizzare l'ossigeno sulla luna, un processo costoso. Ma Landgraf ha affermato che la crescita dell'esplorazione spaziale nei prossimi decenni potrebbe rendere il processo più economico.
Questo perché i veicoli spaziali a propulsione richiedono ossigeno, quindi se la domanda aumenta, "ha più senso economico costruire generatori di ossigeno sulla luna per propellente a razzo, piuttosto che per acqua potabile e aria per le persone", ha detto Landgraf. Ciò ridurrebbe i costi di produzione, rendendo più economico produrre aria per gli abitanti della luna.
Acqua, acqua ovunque
Che dire dell'acqua? Fino a qualche decennio fa, i ricercatori credevano che la luna fosse completamente asciutta. Ma ora sanno che c'è una quantità sorprendente di liquido sparso attraverso la superficie lunare.
"Pensiamo che l'acqua rimanga da quando si è formata la luna. E sappiamo che le comete, che sono fondamentalmente palle di neve sporche, incidono periodicamente sulla superficie della luna", ha detto Dyar. "Ci sono buone prove che suggeriscono che quelli in cui le comete hanno colpito la superficie hanno ancora dei serbatoi di ghiaccio".
Un'altra fonte d'acqua, ha detto, arriva dai venti solari che ruggiscono nello spazio; carichi di protoni, questi si scontrano con elettroni sulla luna, formando idrogeno.
Tutto ciò si aggiunge a una discreta quantità di acqua lunare, forse abbastanza per sostenere una popolazione considerevole. E abbiamo già sviluppato tecnologie sulla Stazione Spaziale Internazionale per riciclare l'acqua potabile dall'acqua della doccia dell'astronauta, dalle urine e dal sudore. Questo può persino usare l'umidità dal loro respiro. Sulla luna, quella tecnologia potrebbe creare una fonte d'acqua a circuito chiuso per gli abitanti.
Ma anche con il riciclaggio, disse Dyar, quelle riserve d'acqua non sarebbero infinite; il riciclo dell'acqua più e più volte comporta una perdita, quindi è necessario ricaricare le riserve di tanto in tanto. Inoltre, estrarre l'acqua della luna frantumando le rocce lunari e dragando il ghiaccio dai crateri profondi, richiederebbe enormi quantità di energia costosa, ha sottolineato Dyar.
"La mia sensazione personale è che la colonizzazione della luna dipenderà dal fatto che ci porteremo idrogeno", ha detto. Il trasporto sarebbe anche costoso: circa $ 220.000 al chilogrammo, ha detto Landgraf.
Senza sapere quanta acqua è attualmente sulla superficie della luna, è anche difficile stimare quante persone potrebbe supportare. Ma almeno sappiamo che è forse sufficiente fornire una fonte d'acqua relativamente sostenibile. In ogni caso, Landgraf stimò che i pionieri lunari non avrebbero avuto bisogno di attingere alle risorse idriche della luna per almeno i primi 5-10 anni di insediamento; sarà abbastanza economico per trasportare l'acqua lassù e riciclarla per la dozzina di umani che per primi chiameranno luna la loro casa.
Per quanto riguarda l'agricoltura lunare, potremmo imitare le crescenti condizioni della Terra con "cupole chiuse quasi come un ecosistema", ha detto Landgraf. Coltivato da lunghi periodi di luce solare e inondato di acqua riciclata, l'agricoltura lunare potrebbe aumentare in modo fattibile per alimentare migliaia di persone. Ci sono già molte ricerche per suggerire che le colture nello spazio funzioneranno.
Portami sulla luna
Ci sono ancora molte incognite su come faremmo tutto questo in pratica. Ma in teoria, le risorse naturali potrebbero supportare decine di migliaia, persino milioni, di persone sulla luna. Allora, perché non ci sono già centinaia di noi lassù che guardano la Terra?
Perché i maggiori vincoli alla colonizzazione della luna non sono necessariamente i limiti alle risorse naturali, ha detto Landgraf, ma l'enorme costo del trasporto di persone lassù su veicoli spaziali. Farlo in modo più economico richiederebbe balzi tecnologici audaci, come l'invenzione degli elevatori di spazio. Se avessimo quelle ", allora stiamo parlando di decine di migliaia di persone sulla luna", ha detto Landgraf. "Quindi, davvero, l'acqua non è il vincolo qui. È il trasporto."
C'è un altro avvertimento, ed è qui che torniamo bruscamente alla realtà: per ora, colonizzare la luna non è in realtà l'obiettivo. Certo, potremmo vedere la luna come una specie di arca di Noè in caso di un'apocalisse terrena. Ma attualmente, le agenzie spaziali internazionali vedono la luna non come un avamposto dal disastro, ma come un centro di ricerca - e una base potenziale da cui esplorare il resto del nostro sistema solare.
Con questo approccio, Langraf ha affermato che potremmo cercare in Antartide indizi sull'abitazione umana. Probabilmente l'habitat più lunare della Terra, l'Antartico ospita una popolazione fluttuante e stagionale compresa tra uno e quattromila ricercatori che combattono condizioni gelide e asciutte per fare il loro lavoro. Poiché la ricerca attualmente guida la pianificazione sull'abitazione lunare, questo ci dà un'idea di quante persone potrebbero realisticamente vivere sulla luna nei prossimi decenni: poche migliaia alla volta, anziché milioni o miliardi.
Anche questa popolazione probabilmente si ridurrebbe, sostituita da robot più economici ed efficienti nel tempo, secondo Dyar. "Con il miglioramento della tecnologia, ci sono pochissime ragioni per cui è davvero necessario inviare un essere umano a fare ricerca scientifica", ha detto.
Tuttavia, ciò non significa che i nostri sogni di cittadinanza lunare siano finiti. C'è un altro fattore: l'impenetrabile spinta dell'umanità ad esplorare. Ciò potrebbe costringere le generazioni future a colonizzare la luna a milioni o usarla come trampolino di lancio per altre spedizioni nello spazio.
"Gli umani sono una delle poche specie che esplorano sempre, anche se non ce n'è bisogno", ha detto Landgraf. "ha avuto molto successo con questa strategia. Avrebbe senso cambiarlo? Non credo."
- Questi 6 incidenti hanno quasi fatto deragliare la missione sulla luna di Apollo 11
- E se gli umani non atterrassero mai sulla luna?
- Cosa c'è dall'altra parte della luna?
Nota dell'editore: questo articolo è stato aggiornato per correggere un'affermazione sull'area della luna rispetto all'area della Terra, che non aveva specificato significava l'area della Terra che non è coperta dagli oceani.
